Jak czytać schematy

Schemat jest planem budowy każdego projektu elektronicznego. Bez niego pokonanie drogi do produktu gotowego może być dość interesujące, a czasem nawet przerażające. Schematy nie tylko ukazują podzespoły, etykiety i połączenia elektryczne w obwodzie, ale również pomagają w standaryzacji przedstawień obwodów. Zastosowanie znormalizowanych symboli ułatwia innym analizę skomplikowanych projektów.

Podczas odczytywania i tworzenia schematów należy pamiętać o przestrzeganiu wielu reguł. Wyobraźmy sobie, jak mylące i trudne byłoby zrozumienie schematów, gdyby każdy używał innych symboli i standardów.

Poniżej widzimy przykładowy schemat świetlnego thereminu. Skąd wiadomo? Zastosowanie znormalizowanych symboli i połączeń schematycznych.

Aby uzyskać więcej informacji na temat powszechnie stosowanych symboli schematycznych kliknij tutaj.

Załóżmy, że nie znamy jednego z tych symboli. Na schemacie zwykle znajduje się jakiegoś rodzaju etykieta lub adnotacja opisująca daną część, co pomaga w rozszyfrowaniu danego komponentu.

Na powyższym schemacie warto zwrócić uwagę na jeden z komponentów. Układ czasowy 555 jest tutaj ukazany jako fizyczny układ scalony (IC), a nie jako symbol. Nie jest to typowy sposób przedstawienia. Dwa poniższe przykłady dokładniej ukazują wygląd tego układu scalonego na schemacie. W przykładzie po lewej ukazano wtyki tylko jako odpowiednie funkcje, lecz bez numerów. W tym przypadku należałoby zapoznać się z arkuszem danych konkretnego układu scalonego, aby ustalić ich układ. W przykładzie po prawej widzimy funkcje wtyków i ich numery, jednak są one rozmieszczone przypadkowo wokół obwodu, inaczej niż fizycznie w układzie scalonym.

Wracając teraz do pierwotnego schematu, spójrzmy w jaki sposób ukazano tam połączenia.

Linie łączące poszczególne komponenty są nazywane sieciami i reprezentują drogi przepływu prądu. Przykładem dróg przepływu prądu mogą być przewody lub ścieżki na płytce drukowanej. Zapełnione kółka lub kropki w miejscach, gdzie krzyżują się drogi przepływu prądu oznaczają połączenia, natomiast łuki oznaczają, że połączenie w tym miejscu nie występuje. Czasami na schematach dwie drogi przepływu prądu krzyżują się, lecz w tym miejscu nie ma ani kropki, ani łuku. Oznacza to, że w tym miejscu nie ma połączenia.

Innym kluczowym zagadnieniem, na które należy zwrócić uwagę jest biegunowość. Kondensator 100µF na powyższym schemacie posiada polaryzację, to znaczy, że komponent ten musi być umieszczony we właściwym kierunku. Odwrócenie komponentu tak, aby zamienić miejscami odprowadzenia w stosunku do układu ukazanego na schemacie może spowodować katastrofalną w skutkach awarię części i obwodu. Innym rodzajem komponentu, na który należy zwrócić uwagę są diody, na przykład LED. Zawsze należy pamiętać o polaryzacji danej części, jeżeli ma to zastosowanie.

Poniżej ukazano większy, bardziej skomplikowany schemat, który przedstawia niektóre z połączeń za pomocą etykiet sieci (czasem zwanych portami). Etykiety sieci zawierają odpowiedni tekst opisujący połączenia elektryczne, nie ukazując faktycznej drogi przepływu prądu. Jest to stosowane na większych schematach, aby zaoszczędzić miejsce i ułatwić ich odczytanie. Innym przykładem zastosowania tej techniki są schematy, które nie mieszczą się na jednej stronie. Jest to najlepszy i najbardziej logiczny sposób przedstawienia sieci połączeń w takim przypadku.

Najlepszym sposobem na nauczenie się schematów jest po prostu zacząć je tworzyć. Firma DigiKey oferuje narzędzia wspomagające wszystkie etapy procesu projektowania. Tutaj można przejrzeć różnorodne narzędzia: https://www.digikey.com/en/resources/design-tools/design-tools i wybrać narzędzie, które pasuje do konkretnych potrzeb w zakresie projektowania.